高等农林院校材料专业精品课程建设初探

郭勇 陈玉霞 高慧 涂道伍 吴良奎 郑宏兵

摘  要 聚合物复合材料学是高等农林院校材料科学与工程专业一门综合性、实践性较强的课程。加强材料专业精品课程建设，是提高本科教学质量、实现材料专业人才培养目标的重要保证。以安徽农业大学为例，从聚合物复合材料学课程定位与目标、教学内容与知识体系形成、课程的重点与特色、课程创新等几个方面，对聚合物复合材料学课程建设进行实践探索。

关键词 材料科学与工程;聚合物复合材料学;精品课程;教学改革

中图分类号：G642.3    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2018）20-0036-03

Discovery of Excellent Course Construction in Material Science and Engineering in Higher Agricultural and Forestry Colleges： by Case of Polymer Composites Course//GUO Yong， CHEN Yuxia， GAO Hui， TU Daowu， WU Liangkui， ZHENG Hongbing

Abstract Polymer composites is a comprehensive and practical course for students majored in material science and Engineering in higher agricultural and forestry colleges. Enhancing the construction of excellent course of materials specialty is an important guarantee to improve undergraduate teaching quality and accomplish the trai-

ning of professional talents target. This paper takes Anhui Agricul-ture University as an example， from several aspects including curri-culum orientation and targets， teaching content and knowledge sys-tem， emphasis and characteristics， and curriculum innovation， to ex-plore the curriculum construction of polymer composites.

Key words material science and engineering; polymer composites; excellent courses;  teaching reform

1 引言

精品课程建设能够提高教学质量，同时是实现人才培养目标的重要保证。在精品课程建设过程中，教师能够逐步完善教学体系建设，学生可以得到更优质的教育资源，充分发挥自身主动性和积极性，培养科学探索精神和创新能力[1]。

随着教育事业的不断发展以及高等学校教学质量的逐步提高，专业精品课程建设作为教学改革工程的重要组成部分，对课程教学形式以及教师的教学方式提出更高的要求：一方面将传统的教学内容丰富化，利用适当的教学方法传授专业知识，让学生在学习过程中对专业知识产生兴趣，同时夯实专业基础;另一方面充分利用信息技术于现代化的课程教学当中，不拘泥于书本知识，通过网络学习平台建设、优质教学资源共享等，实现课程教学多元化。

笔者以安徽农业大学聚合物复合材料学精品课程建设实践探索过程为例，论述高等农林院校材料专业精品课程建设中课程教学改革的相关内容。

2 课程教学改革探索

明确课程定位，夯实理论基础  聚合物复合材料学是材料科学与工程专业一门专业性、理论性较强的课程，基于复合材料学、高分子化学与物理等材料科学专业基础课程，从聚合物基复合材料的制备原理、微观结构、合成工艺、材料性能和应用等诸方面，对聚合物基复合材料进行全面和系统介绍[2]，使得学生通过对该课程的学习，对于聚合物复合材料的成型理论基础有一定的了解和掌握，同时为进一步深入学习复合材料以及生产实践的应用奠定基础。

聚合物复合材料学不同于专业基础课程，它在理论支持的基础上能够与实际生产紧密地联系起来，能够使得材料科学与工程专业学生开阔视野，拓展思维，培养学生科研与设计能力，进而在人才竞争激烈的当今社会中拥有一技之长，提高学生的专业能力以及社会竞争力。

丰富课程内容，形成知识体系  在以往的教学中，往往由于知识点过于零散化和碎片化，难以形成完整的思路和体系，学生往往感觉到学习困难度大且容易忘记。在实际教学过程中，通过适当的方式将知识前后串联，围绕知识主线精心组织教学内容，能够使得教学效果事半功倍[3]。

以“聚合物复合材料学”教学为例，主要的教学内容有以下几个方面。

1）聚合物复合材料概述：了解聚合物复合材料的定义、命名及分类、成型方法;了解聚合物复合材料的特性、应用;了解生物质聚合物复合材料的研发进展等。

2）聚合物复合材料的微观形态：从微观机理角度观测聚合物复合材料形态以及相应现象表征，了解聚合物复合材料相关研究手段和方法。

3）聚合物复合材料的界面结合：了解界面的基本概念，界面的形成与作用机理;了解界面的破坏机理;掌握纤维的表面处理方法。

4）聚合物復合材料成型工艺：了解常见的聚合物复合材料成型方法以及模具的使用。

5）聚合物复合材料的性能：主要了解在科研以及实际生产过程中，主要复合材料力学性能、流变力学性能、疲劳断裂力学性能以及影响性能的主要因素。

从聚合物复合材料学主要的教学内容中可以总结出相应的知识理论体系。一方面，基础理论知识是前提，通过对聚合物复合材料基础知识、微观结构以及界面结合理论的学习，对聚合物复合材料的成型及表征有了一定了解，从而指导聚合物复合材料的设计，包括材料选择以及成型方法、成型工艺的选择等;另一方面，通过聚合物复合材料性能表征，反思深入理解理论基础知识，通过对聚合物复合材料基本原理—成型加工工艺—产品性能表征以及数据之间关系的分析与总结，使学生形成完整的、逻辑清晰的知识体系和科研思路。

突出课程重点，展现课程特色  围绕知识主线，着重讲述课程的重点和难点，有利于学生对于课程知识点的把握，同时将理论研究与生产实践中的优势与不足充分展现出来，使得学生对于该课程有全面了解。在聚合物复合材料课程学习中，学生需要系统学习和掌握聚合物复合材料成型相关机理、制备原理、制备工艺以及设备、复合材料性能表征手段等[4]，涉及理论知识的理论性和经验性，内容较为复杂。因此，抓住课程中的重点内容，举一反三尤为重要。例如：在聚合物复合材料原料中，对于常见的树脂基体如PE、PP等高分子聚合物的物理、化学性能有所了解以后，可以对聚合物复合材料的性能表现做出一定的理论解释;对聚合物复合材料的界面结合机理的研究分析，从微观角度揭示复合材料的成型机理，同时指导复合材料的物理、化学改性等。该门课程具有实践性和综合性强的特点，在教学过程中应从原理出发，围绕知识主线不断进行拓展和应用，将课程所具有的专业性、实用性更好地展现出来。

3 课程创新探索

教育资源  精品课程建设不应局限于课本知识，安徽农业大学现有丰富的图书资源以及网络图书资源，学生可以通过查阅与教材理论知识相关的书籍进行进一步的学习，同时可以通过与教师、同学交流讨论，深入理解理论知识。以聚合物复合材料学为例，本课程所使用的教材为2004年王汝敏编写、科学出版社出版的《聚合物基复合材料及工艺》，除了教材以外，可以以黄丽编写的《聚合物复合材料》、王清文编写的《木塑复合材料与制品》、陈祥宝编写的《高性能树脂基体》等作为辅助教材，较为全面系统地学习该门课程。同时，可以通过查阅相关文献，如有关聚合物复合材料成型、聚合物复合材料改性增强以及聚合物复合材料界面结合和性能测定等方面的论文等，尤其是近年来的研究热点和重点材料及工艺，让学生在学习理论的同时开阔眼界，时时关注科学前沿问题，有助于领先的、先进的教育工作的开展和稳步进行。

此外，在实验条件方面，学校购置了粉碎机、造粒机、高速混合机、注塑机、挤出机、平板硫化机等成型加工设备;在性能检测设备方面，拥有力学试验机、FT-IR分析仪、XRD分析仪等现代分析仪器设备，开设了一系列综合性实验并配有实验指导书。在实际操作和实践过程中，学生能够认识、了解制备聚合物复合材料相关设备，同时学会相关设备的操作方法，如对于不同的聚合物原料调节热压成型过程中不同的压力、温度等工艺参数等。通过对实际复合材料成型设备的操作学习，学生掌握了相关工艺以及仪器设备的操作方法，在学习技能的同时强化学习了理论知识。同时，引导学生设计相关实验，可以通过不同的实验配方设计和工艺条件配合，设计出不同树脂基体和纤维增强材料的聚合物复合材料，在探索可行性的同时培养学生的实践以及创新能力。学生一方面能够积极参与科研实验教学活动，另一方面有了一个练习、应用和发挥能力的机会，旨在全面提高解决问题能力、团队合作能力、应变能力以及沟通能力等。

教学方式创新  在课程教学过程中，利用PPT和视频展示一些实际聚合物复合材料加工生产过程，并与学生互动讨论，通过交流学习的方式让学生将实践过程中的实际问题与理论基础联系起来。如在聚合物加工成型工艺章节讲解过程中，将现有的一些已投入生产使用的加工成型方法及过程的视频展示出来，如双螺杆挤出设备、热压设备等，一方面是让学生对传统的聚合物成型方法有一定的直观了解，另一方面是对于机理的深入探究。如双螺杆挤出加热工作状态下对物料的加热熔融、剪切均化及推送作用，从企业实际加工过程中反思每种加工方式的优点和不足之处，让学生提出自己的观点及看法。

针对聚合物复合材料学的课程重点，与学生展开讨论：

1）引导学生学会查找相关文献资料，补充课程学习的方法，通过正确、高效的查找方法迅速查询与课程相關的论文，并加以理解学习;

2）将当下的热点问题（如功能型纳米纤维素聚合物复合材料的相关研究）与学生分享，并抛砖引玉式提出一些相关问题，与学生探讨交流;

3）根据聚合物复合材料发展趋势及方向，与时俱进地更新教学内容，让学生了解当今有关科研工作的热点和重点问题，紧跟时代潮流，培养社会所需人才[5]。

教学质量评价  教学质量评价作为课程教学检验环节的一个重要组成部分，能够检验学生对于课程知识的掌握和综合应用情况，是检验人才培养效果的有效形式，是调控人才培养过程和促进大学生个性发展的重要环节。

聚合物复合材料学作为一门综合性、实践性较强的专业课程，如果仅仅以闭卷考试成绩作为学生对课程掌握情况的反映，显然是不尽合理的。因此，为了改变这种单一的评价模式，采取多元化的教学考核与质量评价方法。

1）平时成绩，占总成绩的30%，包括出勤率、课堂讨论、课后习题完成情况等。在平时课程考核方面，考核学生的综合学习能力，包括对于课程理论知识的掌握，对存在的问题和不足的思考，实践操作和理论结合能力，等等，旨在通过平时成绩反映学生对专业知识的综合掌握情况。

2）闭卷考试成绩，占总成绩的70%。设置客观题与主观题相结合的综合题型，客观题反映学生对专业知识的掌握情况，主观题则引导学生开拓思维，从不同的角度对聚合物复合材料的理论与发展提出自己的观点和建议。

通过以上的综合评价方式，一方面可以开拓学生思维，培养综合能力，积累相应的专业知识;另一方面是对教师教学质量的综合检验，以真实的成绩反映学生的综合能力和水平，避免舍本逐末、投机取巧等现象发生。

4 结语

通过聚合物复合材料学精品课程建设的初步探索，在总结相关建设经验的基础上，将传统的教学方法与现代信息技术及实践较好地结合起来，从实际效果上切实提高了教学质量，在培养社会所需的创新人才和实践能力强、善于思考的应用型人才方面做出一些有益的尝试。■

参考文献

[1]柳礼泉，陈宇翔.精品课程建设与一流教师队伍培养[J].高等教育研究，2007（3）：77-81.

[2]王汝敏，郑水蓉，郑亚萍.聚合物基复合材料及工艺[M].北京：科学出版社，2004.

[3]段善利，李萍，窦明武.关于精品课程建设的几点思考[J].中国大学教学，2004（4）：19-20.

[4]黄丽.聚合物复合材料[M].北京：中国轻工业出版社，

2012.

[5]赵伟，王琳，孟庆勇，等.高校国家精品课程资源建设现状及其分析[J].中国培训，2017（2）：146.